万米长隧伴乌江
高炼 万三宝
“10公里长隧道，这是一个新的里程碑！事实证明，中铁四局的长隧道也打得很漂亮。新白沙沱隧道在我们手里贯通，非常开心！”2019年8月6日，由二公司承建的涪秀二线铁路唯一控制性工程——全长10.004公里的新白沙沱隧道——顺利贯通，和隧道打了一辈子交道的指挥长刘茂兵难掩喜悦之情。
地处乌江天险、位于山城重庆涪陵境内的新白沙沱隧道，作为涪秀二线铁路全线唯一的控制性工程，地质结构异常复杂，岩溶强烈发育，灰岩、土层、岩溶角砾岩、页岩、煤层、断层角砾岩与基岩裂隙水相继赋存，极易突发坍塌、沉降、落石、涌水、突泥灾害，安全风险极高。
压力产生动力，困难成就奇迹。新白沙沱隧道最大埋深600米，最浅仅有4.5米，平面设置曲线半径2000米、1200米的S形平曲线与3‰、4‰和-3‰的人字形纵坡。设置1处横洞、1处出口平导，设计Ⅳ、Ⅴ级软弱围岩占比55%，洞身8次穿越地质构造带，12处瓦斯煤层段，全隧为高瓦斯隧道，瓦斯段落累计长达3100米，安全风险巨大。且为特长单洞单线隧道，空间狭窄，岩溶发育、揭煤、过煤层采空区、软弱围岩的超前预报与超长距离独头通风，给隧道施工带来重重困难。
分部经理胥克明说，自2016年4月10日正式进洞施工以来，大家都明白肩头的重任——为打通10公里长隧而努力，一定要在自己手中圆中铁四局万米长隧梦。
项目部以问题为导向，积极探索特长隧道机械化配置和工艺工装创新。现场配置1台多功能地质钻机进行隐伏性岩溶和瓦斯超前钻探，配置4台柴电混合动力挖装机用于瓦斯隧道装砟作业，配置2台湿喷机械手用于喷锚支护作业。衬砌作业线投入自行式仰拱液压栈桥和半自动防水板铺设台车，高瓦斯隧道的长距离独头掘进实施通风专业化管理，这些都改变了传统隧道施工方式及工艺，大大减少了劳动力投入和劳动强度，提高了效率，降低了安全风险，确保了施工质量。
在技术攻关中，中铁四局建设者先后进行了衬砌内衬皮带式钢堵头、防水板焊接工艺、衬砌逐窗入模浇筑工艺、衬砌带模注浆工艺、衬砌成品雾炮机养护的课题技术攻关。他们通过多功能地质钻机的工艺创新，安全顺利地12次穿越煤层及8次穿越地质构造带施工，未发生一起岩溶突泥事故；对隧道挖装机的技术研究，既满足了单线隧道装载机出砟净宽要求，提高了施工效率，又避免了内燃机尾气排放带来的通风压力；对湿喷机械手的课题攻关，在降低了洞内粉尘浓度的同时，保证了喷射混凝土平整性、密实度、强度，且喷射混凝土回弹降低了近一半；对自行式液压仰拱栈桥的应用创新，增加了仰拱施工操作空间，减少了人工安装模板的时间，有效加快了施工进度，保障了作业人员安全；对衬砌成套工装设备的工艺开发，大幅提高了衬砌混凝土强度，缺陷率由7.5%降至0.5%，大幅减少衬砌脱空缺陷率，缺陷率由10.2%降至3%。项目部探索的软弱围岩微台阶法施工工法、衬砌内衬皮带式钢堵头、优化光面爆破等均取得可喜成果。
针对隧道高瓦斯风险高的特点，他们在硬件设施上加大投入，设置门禁系统、瓦斯自动监控系统、人员洞内定位系统，选择专用煤安防爆型机电设备应用，建立瓦斯浓度自动与人工检的连锁监控系统，实施隧道专业通风管理，推广机械化施工，确保作业安全。
爆破开挖，是质量创优的基石。针对隧道Ⅱ、Ⅲ级围岩带来的爆破进尺短、欠挖处理难而导致作业工人宁愿超挖的情况，项目部提出7厘米线性超挖的要求，组织光面爆破课题攻关组，在炮眼定位、施钻方向、起爆顺序、精准用药等四个方面，确定最佳爆破参数，确保施钻平、直、准、齐，使炮眼残眼率由原来的25%提升并稳定到85%以上，超欠挖质量得到了有效控制，为后期衬砌质量创优、降低混凝土损耗创造了良好条件。
缺陷预防，是质量创优的重点。隧道施工容易出现渗漏、空洞、裂纹等质量通病，为此施工人员在从源头上提高光爆质量、初期支护质量的基础上，通过加强质量培训，严格落实《工序“三检制度”管理办法》《工序旁站及领导带班制度》《衬砌混凝土封顶领导旁站制度》，对初支背后空洞、锚杆质量、隧底清理、防水板焊接等隐蔽工程的质量进行控制，并实施质检签认、记录入档、责任追溯。通过工艺创新，采用湿喷机械手，控制喷浆平整度、密实度；采用预埋温度传感器，控制混凝土温差裂纹；采用防水板热熔垫圈“井”字形布置和电磁焊，控制铺设质量；采用衬砌堵头台阶式橡胶条卡位，控制环向中埋式止水带位置，增强衬砌施工缝防水性；采用压力触感衬砌防脱空装置、带模注浆工艺，控制衬砌背后脱空。
仰拱二衬混凝土的成功浇筑，是质量创优的关键。为了确保仰拱、二衬的实体混凝土质量，他们在严控原材料进场的同时，注重混凝土坍落度控制，随车携带减水剂，现场调整混凝土和易性；采用仰拱液压栈桥定型弧模，实现仰拱、填充分层浇筑；通过矮边墙纵向止水带夹具、仰拱钢堵头等措施，保证仰拱质量；采用分流器分层逐窗浇筑工艺，通过多个带压三叉泵管连通分层浇筑，控制混凝土离析产生的流沙、麻面、骨料堆积现象，保证了衬砌浇筑混凝土的强度、密实度和外观效果。
穿越深山10公里，4年间，建设者获得了授权专利3项、科技成果2项、QC成果11项。
新白沙沱隧道1号横洞